Наши родители, бабушки и дедушки являются частью нас самих. Они воспитывали нас и служили нам примером для подражания, а также передали свои гены. Вот почему мы похожи на них и почему у нас есть генетическая предрасположенность к развитию определенных заболеваний. Однако гены могут быть не единственными молекулярными факторами, которые мы унаследовали от них. Влияние образа жизни и опыта предыдущих поколений - в том числе то, насколько хорошо они питались и переживали ли эмоциональные травмы - также может передаваться из поколения в поколение через биохимические маркеры в сперматозоидах и яйцеклетках.
Исследование, проведенное в деревне Эверкаликс на севере Швеции, в ходе которого были проанализированы семейные данные за более чем столетний период, показало, что сыновья мужчин, которые в детстве питались сытной пищей, имели более высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний, чем сыновья мужчин, выросших на более постном питании. Влияние диеты распространялось даже на второе поколение: внуки мужчин, питавшихся обильно, имели повышенный риск развития диабета.
Мы также знаем, что травмирующие условия в раннем возрасте, физическое или сексуальное насилие и насилие влияют на здоровье разных поколений. Они повышают риск депрессии, тревожности, расстройств личности, а также метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний. Дети ветеранов войны во Вьетнаме и людей, переживших Холокост, чаще страдают от посттравматического стрессового расстройства и депрессии. Ученые, а также психологи, психиатры и социальные работники давно знают о подобных межпоколенческих эффектах, но не знают, чем они вызваны. Профессора Изабель Мансуй и Катарина Гапп работали над этим вопросом, и их результаты свидетельствуют о том, что определенную роль играют так называемые эпигенетические факторы.
Эпигенетические факторы - это совокупность молекул или молекулярных меток на ДНК и вокруг нее, которые не изменяют непосредственно ее последовательность (генетический код). Вместо этого они регулируют активность ДНК и экспрессию генов с помощью сложных молекулярных и структурных процессов.
Подобно ДНК, которая передается от родителей к детям, эпигенетические факторы в половых клетках также могут передаваться по наследству. Однако неизвестно, наследуются ли эти факторы в полном объеме, а если они изменяются под воздействием травматического опыта или неправильного питания, то сколько потомков может пострадать. Сегодня известно, что симптомы передаются из поколения в поколение, но необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, сохраняются ли эпигенетические аномалии в разных поколениях.
Это особенно актуально в отношении стресса и травм, пережитых жертвами жестокого обращения с детьми или домашнего насилия, а также беженцами, спасающимися от конфликтов. Психологические шрамы, нанесенные людям, пережившим травму, уже достаточно трагичны. Но если их последствия распространяются на их потомков, это значительно увеличивает число жертв.
Характерная подпись
Мансуй и Гапп изучали, как последствия травмы наследуются у мышей. Они смогли показать, что детеныши мышей-самцов, которые подвергаются стрессу в течение длительного времени, вырастают в антисоциальных взрослых особей, которые демонстрируют симптомы, похожие на депрессию, более рискованное поведение и недостатки памяти. Когда исследователи спарили этих животных с контрольными мышами и изучили их потомство, они обнаружили, что следующее поколение также демонстрирует такие же измененные модели поведения, причем некоторые из аномальных форм поведения сохраняются даже в пятом поколении.
Гапп начала свою научную карьеру несколько лет назад в качестве докторанта в группе Мансуя. Сегодня она руководит собственной исследовательской группой в ETH Zurich. Во время работы над докторским проектом она обнаружила, что профиль РНК в сперме частично отвечает за передачу последствий стресса у мышей. Чтобы доказать это, она проанализировала тысячи молекул РНК из сперматозоидов животных, которые сами подверглись травматическому стрессу или чьи отцы пережили стресс, и сравнила их с молекулами сперматозоидов нетравмированных животных из контрольной группы.
Таким образом, ей удалось выявить характерную особенность этих молекул РНК, которая была обнаружена только у травмированных животных. В последующем эксперименте она выделила РНК из спермы травмированных самцов мышей и ввела ее в оплодотворенные яйцеклетки, полученные от нетравмированных родителей. Результаты подтвердили, что РНК спермы передавала информацию о предыдущей травме - явный случай эпигенетической передачи.
Непредсказуемый стресс
Работа Гаппа основывалась на новаторской модели, разработанной Изабель Мансуй, которая помогает исследователям изучать последствия стресса и эмоциональных травм у мышей. В модели Мансюи детенышей разлучают с матерью на три часа в случайное, непредсказуемое время. Это повторяется каждый день в течение двух недель. Кроме того, матери подвергаются сильным и непредсказуемым стрессовым ситуациям.
Тот факт, что РНК может быть индикатором прошлого травматического опыта не только у мышей, но и у людей, был продемонстрирован другим докторантом из группы Мансуя. Этот ученый провел исследование в сотрудничестве с организацией SOS Children's Villages Pakistan и пакистанской лабораторией биологической диагностики. В одном из исследований ему удалось показать, что количество определенных молекул РНК в крови детей-сирот отличалось от контрольных детей. Те же молекулы РНК были изменены и в крови взрослых мужчин, воспитывавшихся как сироты. В более позднем исследовании, которое уже прошло рецензирование, но еще не опубликовано, он также смог показать, что у мужчин, переживших в детстве одно или несколько травмирующих событий, наблюдаются изменения в молекулах РНК спермы.
Однако РНК, вероятно, не единственный молекулярный фактор, через который наследуются последствия травмы. Также может иметь значение то, как пространственно организованы хромосомы в сперме - то есть, плотно ли они упакованы вместе или более свободно расположены в определенных точках клеточного ядра. Многочисленные белки способны связываться с ДНК таким образом, что это влияет на структуру хромосом. Именно эта структура влияет на то, какие гены активны или нет в клетках во время таких процессов, как эмбриональное развитие.
Одним из белков, связывающихся с хромосомами, является глюкокортикоидный рецептор, который взаимодействует с гормонами, выделяемыми в ответ на стресс, а также с гормонально активными веществами, которые могут содержаться в растворителях, пластиковых изделиях и пестицидах. Поэтому Гапп подозревает, что комбинированное воздействие может иметь место, когда, например, человек, который уже подвергается воздействию загрязняющих веществ и питается нездоровой пищей, также переживает травму.
"По мере накопления доказательств того, что поведение мужчин до зачатия может играть определенную роль в эмбриональном развитии их потомства, мы начинаем видеть, как мужчины разделяют ответственность за здоровье своих нерожденных детей, - говорит Гапп. До сих пор это бремя полностью ложилось на плечи будущей матери в виде таких советов, как воздержание от алкоголя и отказ от курения во время беременности".
Позитивные новости
Но даже если эпигенетические последствия травмы до сих пор проявлялись в основном у отцов и их потомков, это не исключает возможности межпоколенческого воздействия на женские половые клетки, называемые ооцитами. Проще говоря, исследователи гораздо меньше изучали наследование через женскую половую клетку, потому что получить ооциты, которые встречаются редко, гораздо труднее, чем сперматозоиды.
Несмотря на то, что эпигенетические последствия травматических событий могут передаваться из поколения в поколение, хорошая новость заключается в том, что они обратимы. Гапп продемонстрировал это на мышах, подвергая травмированных щенков обогащению окружающей среды. Помимо того, что мышей поместили в большие группы и предоставили им более просторные вольеры, они получили доступ к предметам, которые побуждали их двигаться и исследовать. В результате многие симптомы, которые в противном случае проявились бы у травмированных мышей, такие как повышенное рискованное поведение, исчезли. Стимулирующая среда обратила вспять последствия травмы не только у ранее травмированных мышей, но и у их последующего потомства. В более мелком исследовании ученые подтвердили эту обратимость не только в поведении животных, но и на молекулярном уровне в отдельных эпигенетических факторах. "Главная особенность эпигенетических изменений заключается в том, что, в отличие от генетических изменений, они могут быть обратимы, - говорит Мансуй.
Это хорошо согласуется с нашими знаниями в области психологии и психиатрии. Чем раньше ребенок, подвергшийся насилию или иным травмам, начнет терапию, тем больше шансов свести к минимуму любые долгосрочные последствия". Исследования Мансуя и Гаппа помогают изменить наше представление о психическом здоровье. "К сожалению, людей с психическими расстройствами иногда заставляют думать, что они сами виноваты в своей ситуации, - говорит Мансуй. Но если наследственные факторы играют роль в развитии таких расстройств, подобные предположения становятся еще менее правдоподобными, чем раньше".
Источник: https://medicalxpress.com/news/2023-03-effects-trauma-inherited-epigenetic-mechanisms.html
